Kvantinė teleportacija yra pagrindinė kvantinės informacijos teorijos sąvoka, leidžianti perkelti kvantinę informaciją iš vienos vietos į kitą, fiziškai nepernešant pačios kvantinės būsenos. Šis procesas apima dviejų dalelių susipainiojimą ir klasikinės informacijos perdavimą, kad būtų atkurta kvantinė būsena priėmimo gale.
Kvantinėje teleportacijoje dalyvauja trys dalelės: siuntėjo kubitas (teleportuotina kvantinė informacija), pusė susipynusios poros, dalijamos tarp siuntėjo ir imtuvo (varpelio pora), ir imtuvo kubitas (dalelė priėmimo gale). . Procesas prasideda siuntėjui atliekant bendrą kubito ir varpelio poros matavimą. Šis matavimas sutraukia Bell poros įsipainiojusią būseną ir pateikia du klasikinius informacijos bitus, kurie turi būti siunčiami imtuvui.
Du klasikiniai imtuvo gauti bitai perduoda informaciją apie būtinas operacijas, kurios turi būti atliekamos su imtuvo kubitu, kad būtų galima atkurti pradinę siuntėjo kubito būseną. Taikydamas šias operacijas, imtuvas gali pakeisti savo kubitą į identišką siuntėjo pradinio kubito būseną, efektyviai teleportuodamas kvantinę informaciją.
Reikalavimas siųsti du klasikinius bitus kiekvienam teleportuotam kubitui yra svarbus kvantinės teleportacijos aspektas. Šie klasikiniai bitai yra būtini, kad imtuvas atliktų teisingas operacijas, kad būtų galima patikimai atkurti kvantinę būseną. Be šios klasikinės informacijos kvantinės būsenos negalima tiksliai atkurti priėmimo gale, todėl prarandama kvantinė informacija.
Norėdami iliustruoti šią koncepciją, apsvarstykite scenarijų, kai Alisa nori teleportuoti kubitą Bobui. Jei Alisa turi nežinomos būsenos kubitą |ψ⟩ = α|0⟩ + β|1⟩, kur α ir β yra kompleksiniai skaičiai, reiškiantys tikimybių amplitudes, ji supainioja savo kubitą su savo puse varpo poros. Atlikusi bendrą matavimą, Alisa gauna du klasikinius bitus, kuriuos siunčia Bobui. Tada Bobas naudoja šiuos klasikinius bitus, kad pritaikytų būtinus kvantinius vartus savo kubitui, todėl būsena α|0⟩ + β|1⟩ sėkmingai teleportuojama iš Alisos į Bobą.
Kvantinė teleportacija leidžia perduoti kvantinę informaciją tarp dalelių, tačiau norint visiškai atkurti šią informaciją priėmimo gale, reikia perduoti du klasikinius bitus kiekvienam teleportuotam kubitui, kad būtų tiksliai nukreiptas atkūrimo procesas.
Kiti naujausi klausimai ir atsakymai apie EITC/QI/QIF kvantinės informacijos pagrindai:
- Ar kvantinių būsenų amplitudės visada yra tikrieji skaičiai?
- Kaip veikia kvantinio neigimo vartai (quantum NOT arba Pauli-X vartai)?
- Kodėl Hadamardo vartai yra savaime grįžtami?
- Jei išmatuosite 1-ąjį varpo būsenos kubitą tam tikru pagrindu, o paskui išmatuosite 2-ąjį kubitą bazėje, pasuktoje tam tikru kampu teta, tikimybė, kad gausite projekciją į atitinkamą vektorių, yra lygi teta sinuso kvadratui?
- Kiek klasikinės informacijos bitų reikėtų norint aprašyti savavališkos kubito superpozicijos būseną?
- Kiek matmenų turi 3 kubitų erdvę?
- Ar kubito matavimas sunaikins jo kvantinę superpoziciją?
- Ar kvantiniai vartai gali turėti daugiau įėjimų nei išėjimų, kaip ir klasikiniai vartai?
- Ar universalioje kvantinių vartų šeimoje yra CNOT vartai ir Hadamardo vartai?
- Kas yra dvigubo plyšio eksperimentas?
Peržiūrėkite daugiau klausimų ir atsakymų EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals